論文の概要: Emergent Kitaev materials in synthetic Fermi-Hubbard bilayers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.15755v1
- Date: Tue, 22 Apr 2025 10:07:56 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-30 21:09:27.874386
- Title: Emergent Kitaev materials in synthetic Fermi-Hubbard bilayers
- Title（参考訳）: 合成フェルミ-ハバード二層膜の創発的北エブ材料
- Authors: Daniel González-Cuadra, Alejandro Bermudez,
- Abstract要約: フェルミ・ハッバード二層膜における結合方向スピン-スピン相互作用は、ラマン光学格子の超低温フェルミ粒子によって実現できる。
我々は, フェルミ液相とモット絶縁相を解析し, ディラックとマヨラナ準粒子の対応を明らかにする。
この結果から、ラマン光学格子に基づく冷原子量子シミュレータは、拡張された北エフモデルのグラウンドとなることが判明した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 49.1574468325115
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We investigate the emergence of bond-directional spin-spin interactions in a synthetic Fermi-Hubbard bilayer that can be realized with ultracold fermions in Raman optical lattices. The model exploits synthetic dimensions to couple two honeycomb layers, each corresponding to a different hyperfine atomic state, via Raman-assisted tunneling and, moreover, via an inter-layer Hubbard repulsion due to the cold-atom scattering. In the strong-coupling regime at half filling, we derive effective spin Hamiltonians for the kinetic exchange featuring Kitaev, Heisenberg, off-diagonal exchange ($\Gamma$-couplings), as well as tunable Dzyaloshinskii-Moriya interactions. We identify specific configurations that generate both ferromagnetic and antiferromagnetic Kitaev couplings with various perturbations of relevance to Kitaev materials, providing a tunable platform that can explore how quantum spin liquids emerge from itinerant fermion systems. We analyze the Fermi-liquid and Mott-insulating phases, highlighting a correspondence between Dirac and Majorana quasi-particles, with possible phase transitions thereof. In an extreme anisotropic limit, we show that the model reduces to an inter-layer ribbon in a quasi-1D ladder, allowing for a numerical study of the correlated ground state using matrix product states. We find a transition from a symmetry-protected topological insulator to a Kitaev-like regime characterized by nonlocal string order. Our results establish that cold-atom quantum simulators based on Raman optical lattices can be a playground for extended Kitaev models, bridging itinerant fermionic systems and spin-liquid physics.
- Abstract（参考訳）: ラマン光学格子における超低温フェルミオンで実現可能な合成フェルミ・ハバード二層膜における結合方向スピン-スピン相互作用の出現について検討する。
このモデルは合成次元を利用して、2つのハニカム層を結合し、それぞれ異なる超微細原子状態に対応する。
半充填時の強い結合状態において、北エフ、ハイゼンベルク、非対角交換(Gamma$-upuplings)および調整可能なジアロシンスキー-モリヤ相互作用を含む運動交換に対して有効なスピンハミルトニアンを導出する。
強磁性体と反強磁性体である北エブ結合と、様々なゆらぎを持つ北エブ材料の両方を生成する特定の構成を同定し、量子スピン液体が遍歴性フェルミオン系からどのように出現するかを探索することのできる調整可能なプラットフォームを提供する。
我々は, フェルミ液相とモット絶縁相を解析し, ディラックとマヨラナ準粒子の対応と相転移の可能性を明らかにする。
極端異方性限界において、モデルが準1次元ラグの層間リボンに還元されることを示し、行列積状態を用いた相関基底状態の数値的研究を可能にする。
対称性を保護したトポロジカル絶縁体から非局所弦秩序を特徴とする北エフ型状態へ遷移する。
以上の結果から,ラマン光学格子に基づく冷原子量子シミュレータは,北エフモデルの拡張,フェミオン系およびスピン-液体物理のブリッジングの場となることが確認された。
関連論文リスト
- Quantum Phase Diagram of the Bilayer Kitaev-Heisenberg Model [0.0]
二層ハニカム格子上の北エフ・ハイゼンベルク模型の基底状態相図について検討した。
我々は、様々な磁気秩序相を超えて、2つの拡張量子スピン液体相が、北エフ限界の近傍で起こることを発見した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-12-23T11:53:01Z) - Itinerant magnetism in Hubbard models with long-range interactions [0.0]
半導体量子ドットアレイからモー材料まで、様々なプラットフォームが最近、強力な量子シミュレータとして登場した。
長次元格子を含むハバードモデルの効果について検討する。
小さな電子ドーピングでは、多種多様な磁性秩序の数値状態が発見される。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-10-01T18:00:00Z) - Emergent quantum Majorana metal from a chiral spin liquid [50.56734933757366]
反強磁性キタエフモデルにおける中間ギャップレススピン液体相の出現を説明するメカニズムを提案する。
マヨラナスペクトル関数は無限射影ペア状態法により得られる動的スピンと二量相関を捉える。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-20T18:00:01Z) - Ferrimagnetism of ultracold fermions in a multi-band Hubbard system [34.95884242542007]
ハーフフィリング時にリーブ格子で実現された強磁性状態のシグネチャについて報告する。
非相互作用系からハイゼンベルク系への反発相互作用を増加させる際の強靭性を示す。
我々の研究は、カゴメ格子の量子スピン液体や近藤模型の重いフェルミオン挙動など、関連する多軌道モデルにおけるエキゾチック相の探索への道を開いた。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-04-26T17:33:26Z) - Thermal masses and trapped-ion quantum spin models: a self-consistent approach to Yukawa-type interactions in the $λ\!φ^4$ model [44.99833362998488]
閉じ込められたイオン系における磁気の量子シミュレーションは、スピン間の相互相互作用を仲介するために結晶振動を利用する。
これらの相互作用は、フォノンが粗粒のクライン=ゴードン場によって記述される長波長相対論的理論によって説明できる。
レーザ冷却により制御できる熱効果は、相互作用するQFTにおける熱質量の出現を通じて、この流れを明らかにすることができることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-10T12:59:07Z) - Tuning long-range fermion-mediated interactions in cold-atom quantum
simulators [68.8204255655161]
コールド原子量子シミュレータにおける工学的な長距離相互作用は、エキゾチックな量子多体挙動を引き起こす。
そこで本研究では,現在実験プラットフォームで利用可能ないくつかのチューニングノブを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-31T13:32:12Z) - Accessing the topological Mott insulator in cold atom quantum simulators
with realistic Rydberg dressing [58.720142291102135]
本稿では, コールド・ライドバーグ型原子を用いた光学格子の量子シミュレーションの現実的シナリオについて検討する。
本研究では, 平均場近似において, 半次および非共役充填時の位相図の詳細な解析を行う。
さらに、平均場近似における温度に対する相の安定性について検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-28T14:55:28Z) - Quantum correlations, entanglement spectrum and coherence of
two-particle reduced density matrix in the Extended Hubbard Model [62.997667081978825]
半充填時の一次元拡張ハバードモデルの基底状態特性について検討する。
特に超伝導領域では, エンタングルメントスペクトルが支配的な一重項(SS)と三重項(TS)のペアリング順序の遷移を信号する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-10-29T21:02:24Z) - Quantum simulation of antiferromagnetic Heisenberg chain with
gate-defined quantum dots [0.0]
磁気相はフェルミ・ハッバード模型のモット絶縁体系に自然に生じる。
線形量子ドットアレイを用いたモット絶縁体系における磁性の量子シミュレーションを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-15T09:45:02Z) - Chemical tuning of spin clock transitions in molecular monomers based on
nuclear spin-free Ni(II) [52.259804540075514]
単核ニッケル錯体の電子スピン準位が最も低い2つの電子準位の間に、大きさの大きい量子トンネル分割が存在することを報告する。
このギャップに関連するレベルの反交差(磁気時計遷移)は、熱容量実験によって直接監視されている。
これらの結果と、対称性によってトンネルが禁止されているCo誘導体との比較は、クロック遷移が分子間スピン-スピン相互作用を効果的に抑制することを示している。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-04T13:31:40Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。